采礦學(xué)(第10章傾斜分層下行垮落采煤法)

1、第十章第十章 傾斜分層下行垮落采煤法傾斜分層下行垮落采煤法Descending inclined slicing longwall method with caving傾斜分層傾斜分層將厚煤層分成若干與煤層層面相平行的將厚煤層分成若干與煤層層面相平行的分層，然后逐層開(kāi)采。分層，然后逐層開(kāi)采。回采順序：回采順序：下行式（下行式（descending） 先采頂分層，先采頂分層，依次下行回采各分層，垮落法管理頂板，稱傾斜依次下行回采各分層，垮落法管理頂板，稱傾斜分層下行垮落采煤法。分層下行垮落采煤法。分層同采：分層同采：在同一區(qū)段范圍內(nèi)，上、下分層工作面在同一區(qū)段范圍內(nèi)，上、下分層工作面錯(cuò)開(kāi)一定距離

2、同時(shí)采煤，稱：錯(cuò)開(kāi)一定距離同時(shí)采煤，稱：“分層同采分層同采” 分層分采分層分采 ：在同一區(qū)段范圍內(nèi)，采完一個(gè)分層后再：在同一區(qū)段范圍內(nèi)，采完一個(gè)分層后再采下一個(gè)分層稱采下一個(gè)分層稱“分層分采分層分采”或或“大扒皮大扒皮” ” 第一節(jié)第一節(jié) 傾斜分層走向長(zhǎng)壁采煤法巷道布傾斜分層走向長(zhǎng)壁采煤法巷道布置及參數(shù)置及參數(shù) 一、分層同采的采區(qū)巷道布置一、分層同采的采區(qū)巷道布置條件：厚煤層，分三層，條件：厚煤層，分三層， =15=15O O，埋藏穩(wěn)定，埋藏穩(wěn)定， 低沼氣礦；低沼氣礦；沿傾斜劃為沿傾斜劃為3 3 5 5個(gè)區(qū)段個(gè)區(qū)段（一）采區(qū)巷道布置（一）采區(qū)巷道布置 FigFig10 10 1 1示示 1 1

3、、采煤方法：、采煤方法：（Descending inclined Descending inclined slicing method with cavingslicing method with caving） 981513127l6112610122018541417211020223119114518391020141278221191761322115132 2、巷道布置特點(diǎn)、巷道布置特點(diǎn) 1)巷道名稱：巷道名稱： 2)巷道布置特點(diǎn)巷道布置特點(diǎn): 階段運(yùn)輸大巷階段運(yùn)輸大巷 (1)和和 回風(fēng)大巷回風(fēng)大巷 (2) 均布置在距煤層均布置在距煤層15 20m的底板巖石中。的底板巖石中。 各分層

4、采用集中（共用）上山、集中（共用）區(qū)段各分層采用集中（共用）上山、集中（共用）區(qū)段平巷平巷 聯(lián)合布置方式（之一）聯(lián)合布置方式（之一） 114518391020141278221191761322115i i、集中上山、集中上山 軌上（軌上（5 5）和運(yùn)上（）和運(yùn)上（4 4）均布置在距煤層）均布置在距煤層1515m m 的底板巖石中，且在層位上錯(cuò)距的底板巖石中，且在層位上錯(cuò)距 2m2m（運(yùn)（運(yùn)“上上”在下，軌在下，軌“上上”在上）在上） 114518391020141278221191761322115iiii、集中運(yùn)輸巷（、集中運(yùn)輸巷（1010）布置在距煤層）布置在距煤層8 8 1010m m

5、的底板巖石中。的底板巖石中。iiiiii、區(qū)段集中軌巷（、區(qū)段集中軌巷（9 9）提前在下區(qū)段頂）提前在下區(qū)段頂分層回風(fēng)巷位置開(kāi)掘，超前（分層回風(fēng)巷位置開(kāi)掘，超前（1010）掘進(jìn)，）掘進(jìn)，為（為（1010）定向。）定向。 114518391020141278221191761322115從（從（9）每隔）每隔200m 開(kāi)（開(kāi)（11）溝通各分層。最后一）溝通各分層。最后一個(gè)（個(gè)（11）距采區(qū)邊界約）距采區(qū)邊界約200m。IV、集中區(qū)段平巷與分層平巷間聯(lián)系、集中區(qū)段平巷與分層平巷間聯(lián)系（10） （12 ） 溝通各分層機(jī)巷；溝通各分層機(jī)巷；（9） （11） 溝通各分層機(jī)巷；溝通各分層機(jī)巷；從最后一個(gè)（

6、從最后一個(gè)（12）反向掘（）反向掘（14）至采區(qū)邊界，）至采區(qū)邊界，從最后一個(gè)（從最后一個(gè)（13）反向掘（）反向掘（15）至采區(qū)邊界。）至采區(qū)邊界。 9131211101313133）頂分層采面）頂分層采面頂分層（頂分層（14）、（）、（15）超前采面兩個(gè)（超前采面兩個(gè)（12）掘進(jìn)。掘進(jìn)。（14） 開(kāi)切眼開(kāi)切眼（15）頂分層工作面。）頂分層工作面。913121110131313119101412132154）I 區(qū)段區(qū)段i、利用總回風(fēng)巷（、利用總回風(fēng)巷（2）作為軌道集中巷，每隔）作為軌道集中巷，每隔200m左左右開(kāi)掘區(qū)段回風(fēng)小石門(mén)（右開(kāi)掘區(qū)段回風(fēng)小石門(mén)（13）溝通各分層風(fēng)巷。）溝通各分層風(fēng)巷。

7、（如采用采區(qū)小風(fēng)井，則另開(kāi)集中巖石巷）。（如采用采區(qū)小風(fēng)井，則另開(kāi)集中巖石巷）。iiii、從（、從（1010）每隔）每隔200 200 400m 400m （一臺(tái)刮板運(yùn)輸機(jī)有（一臺(tái)刮板運(yùn)輸機(jī)有效鋪設(shè)長(zhǎng)度，當(dāng)用吊掛膠帶機(jī)時(shí)，聯(lián)絡(luò)眼間距可擴(kuò)效鋪設(shè)長(zhǎng)度，當(dāng)用吊掛膠帶機(jī)時(shí)，聯(lián)絡(luò)眼間距可擴(kuò)大到大到400400m m ）掘溜煤眼（）掘溜煤眼（1212）溝通各分層機(jī)巷，最）溝通各分層機(jī)巷，最后一個(gè)（后一個(gè)（1212）距采區(qū)邊界約）距采區(qū)邊界約200200m m。 9131211101313135）分層同采時(shí)集中軌道巷（）分層同采時(shí)集中軌道巷（9）作用：）作用： 服務(wù)于各（頂、中、底）分層之輔助運(yùn)服務(wù)于各（頂

8、、中、底）分層之輔助運(yùn)輸。輸。 探清煤層走向變化，為（探清煤層走向變化，為（1010）定向；同）定向；同時(shí)滿足頂分層超前平巷施工定向和泄水時(shí)滿足頂分層超前平巷施工定向和泄水 利用（利用（9 9）掘二、三分層超前運(yùn)輸機(jī)巷，）掘二、三分層超前運(yùn)輸機(jī)巷，掘進(jìn)煤掘進(jìn)煤由（由（1212）(1010）運(yùn)出；）運(yùn)出； 物料物料由（由（9 9）（1111）。采掘無(wú)干撓。）。采掘無(wú)干撓。 縮短區(qū)段準(zhǔn)備時(shí)間，利于接替縮短區(qū)段準(zhǔn)備時(shí)間，利于接替 6）聯(lián)絡(luò)眼（）聯(lián)絡(luò)眼（11）的開(kāi)掘方法）的開(kāi)掘方法 問(wèn)題：?jiǎn)栴}： 頂分層與中、底分層的聯(lián)絡(luò)頂分層與中、底分層的聯(lián)絡(luò)眼間距相同否？間距相同眼間距相同否？間距相同 如何布置？如

9、何布置？i、 頂分層頂分層 (11)沿煤層頂板開(kāi)掘，每沿煤層頂板開(kāi)掘，每200m 一個(gè)，溝通（一個(gè)，溝通（14）iiii、 二、三分層二、三分層 （1111）下口不動(dòng)，上）下口不動(dòng)，上段向下臥底，形成斜巷，分別溝通二、三段向下臥底，形成斜巷，分別溝通二、三分層機(jī)巷（超前平巷），形成系統(tǒng)。分層機(jī)巷（超前平巷），形成系統(tǒng)。 7）第二區(qū)段開(kāi)采）第二區(qū)段開(kāi)采 第一區(qū)段采完后：第一區(qū)段采完后：（9）作為下區(qū)段頂分層回風(fēng)巷，）作為下區(qū)段頂分層回風(fēng)巷，（10）作為集中軌巷）作為集中軌巷。更換運(yùn)輸設(shè)備。更換運(yùn)輸設(shè)備。 9131211101313138）區(qū)段集中巷與上山間聯(lián)絡(luò)）區(qū)段集中巷與上山間聯(lián)絡(luò) （10）

10、（18） 運(yùn)上（運(yùn)上（4） （9） （7） 軌上（軌上（5）可知：分層同采，必須有可知：分層同采，必須有 ：共用區(qū)段集中機(jī)巷；共用區(qū)段集中機(jī)巷；用區(qū)段集中軌巷。用區(qū)段集中軌巷。 98718541410（二）巷道掘進(jìn)順序（二）巷道掘進(jìn)順序 1 1、原則：、原則：2 2、順序：、順序：3 3、生產(chǎn)中，隨分層工作面推進(jìn)，繼續(xù)掘上分、生產(chǎn)中，隨分層工作面推進(jìn)，繼續(xù)掘上分層超前運(yùn)輸和回風(fēng)平巷，超前距保持兩個(gè)溜層超前運(yùn)輸和回風(fēng)平巷，超前距保持兩個(gè)溜煤眼與之相通煤眼與之相通 4 4、中分層準(zhǔn)備、中分層準(zhǔn)備 （1） 上分層工作面采過(guò)第一個(gè)溜煤眼之后，上分層工作面采過(guò)第一個(gè)溜煤眼之后，再準(zhǔn)備中分層。再準(zhǔn)備中分層

11、。自（自（9 9）（1111）在假頂下，反向掘（）在假頂下，反向掘（2020）開(kāi)）開(kāi)切眼，自切眼，自（2 2） （1313） （2121）巷道掘進(jìn)順序巷道掘進(jìn)順序同中分層準(zhǔn)備之理，準(zhǔn)備底分層工作面。同中分層準(zhǔn)備之理，準(zhǔn)備底分層工作面。第一區(qū)段底分層采完之前，要準(zhǔn)備第一區(qū)段底分層采完之前，要準(zhǔn)備第二區(qū)段頂分層工作面，以備接替第二區(qū)段頂分層工作面，以備接替 913121110131313（三）生產(chǎn)系統(tǒng)（三）生產(chǎn)系統(tǒng)（productive system ） haulage system 物料：（物料：（material ,equipment） ventilation system ventilati

12、on system 采面、新風(fēng)采面、新風(fēng) ( (fresh air)fresh air) 掘進(jìn)通風(fēng)：分層超前平巷掘進(jìn)，局扇掘進(jìn)通風(fēng)：分層超前平巷掘進(jìn)，局扇 供電：供電： 地面地面35kV35kV變電站變電站付井付井6 6kV kV 井底車(chē)井底車(chē)場(chǎng)中央變電所場(chǎng)中央變電所6kV6kV送至采區(qū)變電所送至采區(qū)變電所 送采掘送采掘面（面（1140V1140V或或33003300V V、660V660V、380V380V、127V127V） 壓風(fēng)：壓風(fēng)： 供水：供水： 二、分層同采評(píng)價(jià)：二、分層同采評(píng)價(jià)： 1 1、優(yōu)點(diǎn)：、優(yōu)點(diǎn)：1 1）實(shí)行上下分層同采，增產(chǎn)潛力大，能集中生產(chǎn)；）實(shí)行上下分層同采，增產(chǎn)潛力

13、大，能集中生產(chǎn)；2 2）為超前回采工作面推進(jìn)分層平巷和多頭掘進(jìn)提）為超前回采工作面推進(jìn)分層平巷和多頭掘進(jìn)提供了條件，縮短了供了條件，縮短了 準(zhǔn)備時(shí)間，利于接替；準(zhǔn)備時(shí)間，利于接替；3 3）第二分層以下的區(qū)段運(yùn)輸平巷均布置在上分層）第二分層以下的區(qū)段運(yùn)輸平巷均布置在上分層采空區(qū)下，礦壓小，易維護(hù)。由于各分層超前掘采空區(qū)下，礦壓小，易維護(hù)。由于各分層超前掘進(jìn)，維護(hù)長(zhǎng)度及時(shí)間短，維護(hù)費(fèi)用低；進(jìn)，維護(hù)長(zhǎng)度及時(shí)間短，維護(hù)費(fèi)用低； 4）各分層均可出煤，利用集中運(yùn)輸巷運(yùn)煤，系統(tǒng)）各分層均可出煤，利用集中運(yùn)輸巷運(yùn)煤，系統(tǒng)集中簡(jiǎn)單，占用設(shè)備少，管理集中；集中簡(jiǎn)單，占用設(shè)備少，管理集中；5）利于假頂防腐和防止煤的

14、自燃發(fā)火。）利于假頂防腐和防止煤的自燃發(fā)火。分層同采評(píng)價(jià)：分層同采評(píng)價(jià)：2 2、缺點(diǎn)：、缺點(diǎn)：1 1）巖石工程量大巖石工程量大（設(shè)區(qū)段集中平巷及聯(lián)絡(luò)（設(shè)區(qū)段集中平巷及聯(lián)絡(luò)巷）巷）2 2）生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜。）生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜。3 3）同采工作面能力不易發(fā)揮。）同采工作面能力不易發(fā)揮。4 4）初期準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)。）初期準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)。 三、分層同采的適用條件：三、分層同采的適用條件： 隨著機(jī)械化水平提高，綜采放頂煤出現(xiàn)，隨著機(jī)械化水平提高，綜采放頂煤出現(xiàn)，以及非放頂煤?jiǎn)螌庸ぷ髅嫔a(chǎn)能力加大，以及非放頂煤?jiǎn)螌庸ぷ髅嫔a(chǎn)能力加大，支護(hù)條件改善，分層同采的優(yōu)點(diǎn)已逐漸支護(hù)條件改善，分層同采的優(yōu)點(diǎn)已逐漸弱化，缺點(diǎn)（主要是弱

15、化，缺點(diǎn)（主要是巖石工程量大、生巖石工程量大、生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜）已日趨明顯，分層同采已）已日趨明顯，分層同采已少用。少用。 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)：技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)：（1）多采用分層分采；）多采用分層分采；（2）“放頂煤放頂煤”四、分層同采的參數(shù)四、分層同采的參數(shù)1、傾斜分層厚度：普采、傾斜分層厚度：普采2m ，綜采，綜采3.5m ；2、工作面長(zhǎng)度：、工作面長(zhǎng)度：150 200m；3、分層同采的合理錯(cuò)距：、分層同采的合理錯(cuò)距：P356， Fig17-8五、分層開(kāi)采的采區(qū)巷道布置基本規(guī)律五、分層開(kāi)采的采區(qū)巷道布置基本規(guī)律1、縱向：、縱向： 上山。上山。2、橫向：、橫向： 區(qū)段平巷區(qū)段平巷 分層同采時(shí)，有

16、區(qū)段集中平巷。分層同采時(shí)，有區(qū)段集中平巷。 分層分采時(shí)，可不設(shè)區(qū)段集中分層分采時(shí)，可不設(shè)區(qū)段集中平巷。平巷。 3、縱橫相聯(lián)：、縱橫相聯(lián)： 上、中、下車(chē)揚(yáng)。上、中、下車(chē)揚(yáng)。 4、硐室：、硐室： 煤倉(cāng)、絞車(chē)房、變電所。煤倉(cāng)、絞車(chē)房、變電所。 5、附屬上述巷道的聯(lián)絡(luò)巷。、附屬上述巷道的聯(lián)絡(luò)巷。問(wèn)題：?jiǎn)栴}： 該采煤方法巷道布置基本規(guī)律？該采煤方法巷道布置基本規(guī)律？ 六、問(wèn)題（作業(yè)）（討論）六、問(wèn)題（作業(yè)）（討論）厚煤層底板下方厚煤層底板下方20m處有一薄及中厚煤層，處有一薄及中厚煤層，該煤層和頂?shù)装寰€(wěn)定。該煤層和頂?shù)装寰€(wěn)定。1、設(shè)計(jì)分層分采的采區(qū)巷道布置方案、設(shè)計(jì)分層分采的采區(qū)巷道布置方案畫(huà)圖并附

17、文字說(shuō)明；畫(huà)圖并附文字說(shuō)明；2、說(shuō)明上、下區(qū)段過(guò)渡期如何獨(dú)立通風(fēng)，、說(shuō)明上、下區(qū)段過(guò)渡期如何獨(dú)立通風(fēng)，（可設(shè)采區(qū)回風(fēng)井）（可設(shè)采區(qū)回風(fēng)井）第二節(jié)第二節(jié) 傾斜分層長(zhǎng)壁采煤法采煤工藝特點(diǎn)傾斜分層長(zhǎng)壁采煤法采煤工藝特點(diǎn)一、頂分層回采工藝特點(diǎn)一、頂分層回采工藝特點(diǎn) 頂分層增加了為下分層鋪設(shè)人工假頂或形成頂分層增加了為下分層鋪設(shè)人工假頂或形成再生頂板的工作再生頂板的工作 頂板頂板 煤層原生頂板煤層原生頂板頂分層采煤工作面頂分層采煤工作面 | 工藝同中厚煤層工藝工藝同中厚煤層工藝 底板底板 煤層（二分層）煤層（二分層） 鋪假頂或形成再鋪假頂或形成再生頂板（下分層用）生頂板（下分層用）1 1、人工假頂、人工

18、假頂1)1)竹笆、荊笆假頂竹笆、荊笆假頂 竹笆：竹笆：寬寬0.7 0.7 1.0 1.0m m，長(zhǎng)，長(zhǎng)2.2 2.2 2.4 2.4m m，竹片或細(xì)竹用鐵絲編成。竹片或細(xì)竹用鐵絲編成。荊笆：荊笆：寬寬0.9 1.0m，長(zhǎng)，長(zhǎng)2.2 2.4m，用細(xì)，用細(xì)鐵絲編成。鐵絲編成。 底梁：底梁：半圓木，或厚木板。半圓木，或厚木板。 竹笆、荊笆假頂鋪設(shè)：竹笆、荊笆假頂鋪設(shè)：鋪設(shè)：底梁與煤壁呈鋪設(shè)：底梁與煤壁呈45 60布置，將布置，將竹笆放在底梁上，竹笆放在底梁上，每片間搭接，用鐵每片間搭接，用鐵絲聯(lián)好。腐朽期為絲聯(lián)好。腐朽期為6 8月。月?？迓漤肥z結(jié)性能好垮落矸石膠結(jié)性能好時(shí)可不鋪底梁時(shí)可不鋪底梁 1

19、526341242）金屬網(wǎng)假頂）金屬網(wǎng)假頂 金屬網(wǎng)假頂一般用金屬網(wǎng)假頂一般用12 14#鍍鋅鐵絲編織而成。鍍鋅鐵絲編織而成。網(wǎng)邊用網(wǎng)邊用8 10#鐵絲編成。網(wǎng)孔鐵絲編成。網(wǎng)孔20 25mm網(wǎng)孔形狀：正方形（經(jīng)緯網(wǎng)）、菱形、蜂窩形。網(wǎng)孔形狀：正方形（經(jīng)緯網(wǎng)）、菱形、蜂窩形。菱形網(wǎng)：承力好，延展性好，壽命長(zhǎng)，廣泛應(yīng)菱形網(wǎng)：承力好，延展性好，壽命長(zhǎng)，廣泛應(yīng)用。用。 3）塑料網(wǎng)假頂）塑料網(wǎng)假頂塑料網(wǎng)假頂：塑料網(wǎng)假頂：聚丙稀樹(shù)脂制成的塑料編織而成。聚丙稀樹(shù)脂制成的塑料編織而成。規(guī)格：網(wǎng)帶寬規(guī)格：網(wǎng)帶寬13 16mm，5 6 0.9m或或2.0 0.9mm，網(wǎng)孔，網(wǎng)孔15mm塑料網(wǎng)：無(wú)毒、無(wú)味，阻燃，抗靜

20、電，重量輕，塑料網(wǎng)：無(wú)毒、無(wú)味，阻燃，抗靜電，重量輕，柔性大，耐腐蝕等。柔性大，耐腐蝕等。強(qiáng)度高，壽命長(zhǎng)；抗剪性能差；延展性大，易強(qiáng)度高，壽命長(zhǎng)；抗剪性能差；延展性大，易形成網(wǎng)兜。形成網(wǎng)兜。4）人工假頂人工假頂鋪設(shè)方法鋪設(shè)方法 ： 鋪?lái)斁W(wǎng)鋪?lái)斁W(wǎng) 鋪底網(wǎng)鋪底網(wǎng) q手工手工q機(jī)械機(jī)械31245231231鋪?lái)斁W(wǎng)優(yōu)點(diǎn)：鋪?lái)斁W(wǎng)優(yōu)點(diǎn)： 利于改善工作面頂板管理。鋪一次網(wǎng)可利于改善工作面頂板管理。鋪一次網(wǎng)可為上、下分層服務(wù)。剛割過(guò)煤后，及時(shí)為上、下分層服務(wù)。剛割過(guò)煤后，及時(shí)移架鋪網(wǎng)，及時(shí)支護(hù)。移架鋪網(wǎng)，及時(shí)支護(hù)。 提高煤質(zhì)。提高煤質(zhì)。 提高煤炭采出率。采面浮煤在金屬網(wǎng)下，提高煤炭采出率。采面浮煤在金屬網(wǎng)下，

21、采下分層時(shí)，一并采出。采下分層時(shí)，一并采出。 簡(jiǎn)化回采工藝，提高效率。簡(jiǎn)化回采工藝，提高效率。 2 2、再生頂板、再生頂板 煤層的頂板為頁(yè)巖或含泥質(zhì)成份較高的巖煤層的頂板為頁(yè)巖或含泥質(zhì)成份較高的巖層，冒落后注水或注泥漿，在上覆巖層層，冒落后注水或注泥漿，在上覆巖層重壓下形成再生頂板。一般重壓下形成再生頂板。一般4 6個(gè)月膠個(gè)月膠結(jié)形成。結(jié)形成。 二、假頂下回采工藝特點(diǎn)二、假頂下回采工藝特點(diǎn) 1 1、假頂下支護(hù)及頂網(wǎng)管理、假頂下支護(hù)及頂網(wǎng)管理 假頂下回采，頂板是已垮落的碎石，老頂假頂下回采，頂板是已垮落的碎石，老頂周期來(lái)壓不明顯，頂板壓力周期來(lái)壓不明顯，頂板壓力 較頂分層小。較頂分層小。頂板管理的關(guān)鍵是護(hù)好破碎頂板。頂板管理的關(guān)鍵是護(hù)好破碎頂板。 護(hù)好破碎頂板技術(shù)措施護(hù)好破碎頂板技術(shù)措施 ： 1）淺截深采煤機(jī)；）淺截深采煤機(jī)；2）滾筒距網(wǎng)）滾筒距網(wǎng) 100mm；3）及時(shí)支護(hù)；）及時(shí)支護(hù)；4）普采面：）普采面：a、采用正倒懸臂錯(cuò)梁直線柱布置；、采用